Tipos de distribución óptica y filtrado espectral — La lente da forma a la luz

Qué significa el tipo de distribución óptica en la práctica

Una luminaria de alumbrado público no emite luz por igual en todas las direcciones. La distribución —el patrón con el que se proyecta la luz sobre la calzada y su entorno— depende de la geometría de la lente. Todos los cálculos luminotécnicos (DIALux, Relux) se realizan para una distribución específica. Especificar un tipo de distribución incorrecto produce un resultado incorrecto, por preciso que sea el resto del cálculo.

La IES (Illuminating Engineering Society) clasifica la distribución lateral de las luminarias de alumbrado público en cinco tipos: LEDiL — Guía de haces de luz

EN 13201 utiliza las clases M, C y P como requisitos de rendimiento de instalaciones de alumbrado completas. No son tipos de distribución óptica. En la contratación, un tipo IES puede describir la distribución de la luminaria, mientras que una clase M, C o P establece el requisito del proyecto.

Cuando la altura y la separación de las columnas están fijadas, la elección de la lente determina si pueden cumplirse los requisitos de luminancia media (L_m) y uniformidad (U₀, U_L). Un tipo de distribución incorrecto —por ejemplo, el tipo IV en una carretera estrecha— desperdicia luz hacia los lados y puede incumplir los requisitos de uniformidad en el centro de la calzada. Consulta Modelo frente a realidad: qué no calcula DIALux.

Tres tecnologías de lentes y su efecto sobre la luz

Además de la distribución geométrica, hoy la lente influye cada vez más en la composición espectral de la luz. Existen tres enfoques fundamentalmente distintos:

1. Óptica transparente (referencia)

La óptica transparente dirige la luz sin filtrar intencionadamente la luz azul. El flujo luminoso y cualquier pequeña variación de color dependen del material, la geometría y el LED. Al utilizarla como referencia, compara el mismo LED y la misma distribución.

2. Filtro de absorción (lente ámbar)

LEDiL indica que AMBER reduce aproximadamente el 99% de la luz LED en el intervalo de 380–500 nm. Los ejemplos de CCT publicados utilizan AMBER-2X2 con Osram Duris S8, como una entrada de 3 000 K y una salida de aproximadamente 2 200 K. Son ejemplos de componentes, no mediciones de VALDUR. LEDiL AMBER

AMBER reduce la luz azul y el flujo luminoso fotópico total. El flujo luminoso relativo del componente toma como referencia el mismo LED sin lente; no equivale automáticamente al mismo porcentaje de pérdida respecto a una lente transparente. La luminaria requiere fotometría para la combinación de LED, lente y corriente de alimentación seleccionada.

Los filtros de absorción son adecuados para entornos donde reducir la luz azul es prioritario y se acepta una menor eficacia: por ejemplo, zonas residenciales, parques y hábitats donde preocupa especialmente la contaminación lumínica desde el punto de vista ecológico. (Sobre si se cuantifica el impacto ecológico real de la luz azul en instalaciones de campo, consulta cuestiones abiertas, pregunta 4.)

3. Lente de redistribución espectral

SPECTRE modifica el espectro y, según LEDiL, reduce el componente azul aproximadamente un 99%. El fabricante describe la tecnología como propia. La información pública del producto no acredita un recubrimiento de fósforo concreto ni una construcción material exacta. LEDiL SPECTRE

Los ejemplos de SPECTRE-Y-2X2-T2 publicados por LEDiL utilizan Luxeon 5050 Square y muestran un flujo luminoso fotópico próximo al del LED sin lente. El fabricante indica que el rendimiento depende del LED, del espectro y de la distribución. Esto no equivale a una transmisión radiométrica del 100% ni a un valor medido de VALDUR.

Comparación de tecnologías de lentes

La tabla distingue los ejemplos de componentes del rendimiento de la luminaria completa. Identifica el LED, la corriente de alimentación y la geometría de la lente al comparar valores. LEDiL AMBER · LEDiL SPECTRE

Qué implica la elección de la lente en los cálculos según EN 13201

Implicaciones de los cambios de lente en el cálculo:

• AMBER: utiliza el flujo luminoso filtrado y la distribución correcta en el cálculo.
• SPECTRE: el ejemplo de componente no sustituye a la fotometría de la luminaria completa.
• Un cambio de lente también modifica el perfil de distribución si cambia su geometría: una reclasificación (por ejemplo, del tipo III al tipo II) exige repetir el cálculo con el archivo IES/LDT correcto.

Utiliza el archivo IES/LDT de la luminaria completa correspondiente a la lente, la fuente LED y la corriente de alimentación correctas. Un porcentaje de componente no permite establecer la luminancia media, la uniformidad ni el deslumbramiento. Recalcula la instalación después de cambiar la lente; ninguna familia de lentes garantiza automáticamente el cumplimiento de una clase.

Reducción de luz azul y relación S/P: un compromiso real

Una relación S/P (escotópica/fotópica) alta significa que la fuente contribuye relativamente más a la visión mediante bastones y, por tanto, a la detección periférica en condiciones mesópicas. La luz azul contribuye de forma importante a una S/P elevada. Por ello, un filtro de absorción o una lente de redistribución espectral que elimine luz azul reduce la relación S/P.

Esto plantea un compromiso:

• Una S/P más alta puede favorecer determinadas tareas visuales periféricas bajo adaptación mesópica. La CCT por sí sola no permite determinar la S/P, y el resultado no es una medida general de seguridad vial. CIE TN 005:2016
• Un bajo contenido de luz azul puede formar parte de los requisitos ambientales de un emplazamiento. Evalúa también el nivel de luz, la dirección, el horario de funcionamiento y las especies afectadas. Un color cálido o una relación S/P baja no garantizan un efecto ecológico o sanitario concreto. DarkSky / IES

Ninguna opción es objetivamente la correcta: la elección depende del contexto de la instalación. Consulta Fotometría mesópica y visión nocturna para conocer los fundamentos, y ¿Qué no sabemos? Pregunta 1 para conocer el estado actual de la investigación sobre la CCT óptima.

Cinco preguntas al seleccionar una lente

1. ¿Qué clase de alumbrado (M, C o P) se aplica a la zona de tráfico y qué distribución IES/LDT se necesita para cumplirla con la geometría del proyecto?
2. Si se requiere filtrado espectral, ¿qué espectro, flujo luminoso y reproducción cromática están documentados para la combinación seleccionada?
3. ¿El cálculo utiliza el archivo IES/LDT correcto, es decir, el que corresponde realmente a esa lente y no a la referencia transparente?
4. ¿Los datos de transmitancia se han confirmado mediante medición independiente acreditada, o la comparación se basa únicamente en la ficha técnica del fabricante?
5. ¿Cómo afecta la elección de la lente a la relación S/P y es relevante para los requisitos de rendimiento mesópico de la instalación?

Fuentes

1. LEDiL — Catálogo de productos 2019, guía de haces para vías y áreas
2. LEDiL — Cree iluminación biológicamente sostenible con las lentes LEDiL AMBER
3. LEDiL — SPECTRE: elimine la luz azul con una eficacia sorprendente
4. LEDiL — SPECTRE
5. CIE TN 005:2016 — Especificación de prestaciones de producto para aplicaciones mesópicas
6. DarkSky / IES — Cinco principios para un alumbrado exterior responsable